CN109031579A - 晶圆级光学镜头及其形成方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种晶圆级光学镜头及其形成方法，包括基板以及覆盖所述基板表面的光学胶；光学胶包括多个光学有效区和包围光学有效区的非光学有效区，光学有效区内的光学胶为凸起结构或者凹陷结构；当光学有效区内的光学胶为凸起结构时，基板上具有凸起部，凸起结构位于凸起部上方；当光学有效区内的光学胶为凹陷结构时，基板上具有凹陷部，且凹陷结构位于凹陷部上方。本发明通过改进基板与光学胶的接触面结构，当光学有效区内的光学胶为凸起结构时，基板上具有凸起部，凸起结构位于凸起部上方；当光学有效区内的光学胶为凹陷结构时，基板上具有凹陷部，凹陷结构位于凹陷部上方，以减小基板不同位置上的光学胶的厚度差，提高了产品的可靠性性能。

Description

晶圆级光学镜头及其形成方法

技术领域

本发明涉及光学技术领域，特别涉及一种晶圆级光学镜头及其形成方法。

背景技术

如图1所示，常见的晶圆级光学镜头(WLO)的制作工艺包括：首先，提供一圆形的玻璃基板1；接着，在上述玻璃基板1的表面涂敷一层光学胶2；接着，利用模具对所述光学胶进行压合；最后，通过UV(紫外光)固化和/或热烘烤的方式对上述光学胶2进行固化处理。

然而，对由上述工艺制备而成的晶圆级光学镜头进行可靠性测试(例如高低温测试)时发现，产品的可靠性性能较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种晶圆级光学镜头及其形成方法，可以提高产品的可靠性性能。

为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种晶圆级光学镜头，包括基板以及覆盖所述基板表面的光学胶；所述光学胶包括多个光学有效区和包围所述光学有效区的非光学有效区，所述光学有效区内的光学胶为凸起结构或者凹陷结构；当所述光学有效区内的光学胶为凸起结构时，所述基板上具有凸起部，且所述凸起结构位于所述凸起部上方；当所述光学有效区内的光学胶为凹陷结构时，所述基板上具有凹陷部，且所述凹陷结构位于所述凹陷部上方。

优选的，所述凸起部为柱状凸起。

优选的，所述光学有效区的横截面形状与对应的所述凸起部的横截面形状相同，进一步的，所述光学有效区最大的横截面面积小于或等于所述凸起部的横截面面积。

优选的，所述凹陷部为柱状凹陷。

优选的，所述光学有效区的横截面形状与对应的所述凹陷部的横截面形状相同，进一步的，所述光学有效区最大的横截面面积小于或等于所述凹陷部的横截面面积。

另一方面，本发明还提供了上述晶圆级光学镜头的形成方法，包括：提供一基板；在所述基板上覆盖光学胶，通过压合的方式将所述光学胶限制在模具与基板之间，对所述光学胶进行固化处理，以形成凸起结构或者凹陷结构；当所述光学胶为凸起结构时，在所述基板上覆盖光学胶之前，在所述基板上形成凸起部，所述凸起结构位于所述凸起部上方；当所述光学胶为凹陷结构时，在所述基板上覆盖光学胶之前，在所述基板上形成凹陷部，所述凹陷结构位于所述凹陷部上方。

可选的，在所述基板上覆盖一保护层，所述保护层覆盖所述基板待形成凸起部的区域，并对未覆盖所述保护层的区域进行化学腐蚀，以形成凸起部；或者，对所述基板待形成凸起部以外的位置进行机械研磨，以形成凸起部。

可选的，在所述基板上覆盖一保护层，所述保护层暴露出所述基板待形成凹陷部的区域，并对未覆盖所述保护层的区域进行化学腐蚀，以形成凹陷部；或者，对所述基板的待形成凹陷部的位置进行机械钻孔，以形成凹陷部。

本发明提供的一种晶圆级光学镜头及其形成方法，通过改进基板与光学胶的接触面结构，即，当所述光学有效区内的光学胶为凸起结构时，所述基板上具有凸起部，且所述凸起结构位于所述凸起部上方；当所述光学有效区内的光学胶为凹陷结构时，所述基板上具有凹陷部，且所述凹陷结构位于所述凹陷部上方，以减小基板不同位置上的光学胶的厚度差，从而降低了因光学胶厚度不均匀引起的可靠性较差的问题，即，提高了产品的可靠性性能。

附图说明

图1为传统的晶圆级光学镜头的结构示意图；

图2为传统的晶圆级光学镜头在可靠性测试后的结构示意图；

图3为另一种传统的晶圆级光学镜头的结构示意图；

图4a为本发明一实施例的一种晶圆级光学镜头的结构示意图；

图4b为本发明一实施例的另一种晶圆级光学镜头的结构示意图；

图5a为本发明一实施例所提供的基板的结构示意图；

图5b为本发明一实施例所提供的在基板上形成凸起部后的结构示意图；

图6为本发明另一实施例所提供的在基板上形成凹陷部后的结构示意图。

附图标记说明：

图1-3中：

1-玻璃基板；2-光学胶；

图4a-图6中：

10-基板；11-凸起部；12-凹陷部；20-光学胶；20a-光学有效区；20b-非光学有效区。

具体实施方式

承如背景技术所述，传统的晶圆级光学镜头的可靠性性能较差。发明人发现，这是因为传统的晶圆级光学镜头所包括的光学镜头的光学有效区，特别是光学有效区的中心位置上的光学胶的厚度与光学镜头的边缘位置的厚度相差较大，使得在其可靠性测试(例如高低温测试)时，在晶圆级光学镜头的每个光学镜头中光学胶厚度较厚的位置的形变应力较大，使得其容易出现裂痕。以所述晶圆级光学镜头包括凸透镜镜头为例，如图2所示，凸透镜镜头的中心位置M处的光学胶2的厚度较厚，其外侧的非光学有效区N上的光学胶2厚度较薄，进行高低温测试时发现，光学胶2的厚度较厚的位置出现开裂A，而且光学胶2与玻璃基板1之间还容易出现分层B，甚至出现光学胶剥离的问题。以所述晶圆级光学镜头包括凹透镜镜头为例，如图3所示，凹透镜镜头的中心位置M’处的光学胶2厚度较薄，其非光学有效区N’上的光学胶2厚度较厚，同样会出现类似于凸透镜镜头的问题，这些问题势必影响产品的性能。

为此，本发明的实施例中提出了一种晶圆级光学镜头及其形成方法，通过改进基板与光学胶的接触面结构，即，当所述光学有效区内的光学胶为凸起结构时，所述基板上具有凸起部，且所述凸起结构位于所述凸起部上方；当所述光学有效区内的光学胶为凹陷结构时，所述基板上具有凹陷部，且所述凹陷结构位于所述凹陷部上方，减小了基板不同位置上的光学胶的厚度差，从而降低了因光学胶厚度不均匀引起的可靠性较差的问题，即，提高了产品的可靠性性能。

其中，所述晶圆级光学镜头包括基板以及覆盖所述基板表面的光学胶；所述光学胶包括多个光学有效区和包围所述光学有效区的非光学有效区，所述光学有效区内的光学胶为凸起结构或者凹陷结构；当所述光学有效区内的光学胶为凸起结构时，所述基板上具有凸起部，且所述凸起结构位于所述凸起部上方；当所述光学有效区内的光学胶为凹陷结构时，所述基板上具有凹陷部，且所述凹陷结构位于所述凹陷部上方。

需要说明的是，晶圆级光学镜头包括多个凸透镜镜头或多个凹透镜镜头，每个凸透镜镜头或凹透镜镜头具有一个光学有效区以及包围所述光学有效区的非光学有效区，为了简洁明了，图中仅示出了两个凸透镜镜头或两个凹透镜镜头。

为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例一

图4a为本实施例的一种晶圆级光学镜头的结构示意图。如图4a所示，本实施例公开了一种晶圆级光学镜头例如是包括多个凸透镜镜头。

所述晶圆级光学镜头的结构包括基板10以及覆盖所述基板10表面的光学胶20。

所述基板10具有凸起部11，所述凸起部11用于降低基板10不同位置上的光学胶20的厚度差。所述凸起部11例如是柱状结构，所述凸起部11平行于基板10表面的截面(即横截面)形状可以是任意封闭曲线,具体根据所述光学有效区20a的横截面的形状进行变动。所述基板10例如是透明基板，进一步的，例如是玻璃基板，所述基板10例如是圆形基板。

所述光学胶20例如是常用的光学胶20，具体的例如是亚克力。所述光学胶20包括多个光学有效区20a和包围所述光学有效区20a的非光学有效区20b，所述光学有效区20a横截面形状可以是任意封闭曲线。所述光学有效区20a内的光学胶20为凸起结构。所述凸起结构例如是所述光学胶20位于所述光学有效区与所述非光学有效区20b连接面所在平面的一侧。所述光学有效区20a的横截面形状与对应的所述凸起部11的横截面形状相同，且所述光学有效区20a最大的横截面面积小于或等于所述凸起部11的横截面面积。所述凸起结构位于所述凸起部11上方，以降低所述光学胶20在所述基板10不同位置上的光学胶的厚度差，从而降低了因光学胶厚度不均匀引起的可靠性较差的问题，即，提高了产品的可靠性性能。优选的，所述凸起部11的中心位置与对应的所述光学有效区20a的中心位置重叠。

本实施例还提供了一种晶圆级光学镜头的形成方法，包括以下步骤：

步骤S11：提供一基板；

步骤S12：在所述基板上形成凸起部；

步骤S13：在所述基板上覆盖光学胶，通过压合的方式将所述光学胶限制在模具与基板之间，对所述光学胶进行固化处理，以形成凸起结构，所述凸起结构位于所述凸起部上方。

下面结合附图5a-5b以及图4a对一种晶圆级光学镜头的形成方法进行详细的介绍。

图5a为本实施例所提供的基板的结构示意图。如图5a所示，首先执行步骤S11，提供一基板10，所述基板10例如是透明基板，进一步的，例如是玻璃基板，所述基板10例如是圆形基板。

图5b为本实施例所提供的在基板上形成凸起部后的结构示意图。如图5b所示，接着执行步骤S12，在所述基板10上形成凸起部11。

本步骤包括以下步骤：在所述基板10上覆盖一保护层，所述保护层覆盖所述基板10待形成凸起部11的区域，并对未覆盖所述保护层的区域进行化学腐蚀，以形成凸起部11；或者，对所述基板10待形成凸起部11以外的位置进行机械研磨，以形成凸起部11。

优选的，当所述凸起部11的高度需求例如是大于或等于100μm时，通过机械研磨的方式对所述基板10的凸起部11以外的位置进行研磨处理，例如是通过采用研磨轮对所述基板10的凸起部11以外的位置进行研磨处理等，以形成凸起部11。可选的，在机械研磨后，在所述基板10上覆盖一保护层，例如是保护胶带或保护胶层，所述保护层覆盖所述凸起部11的区域，并对未覆盖所述保护层的区域进行化学腐蚀，以降低所述基板10表面的粗糙度。

优选的，当所述凸起部11的高度需求例如是小于100μm时，在所述基板10上覆盖一保护层，例如是保护胶带或保护胶层，所述保护层覆盖所述基板10待形成凸起部11的区域，并对未覆盖所述保护层的区域进行化学腐蚀，以形成凸起部11。

当然，当所述凸起部11的深度例如是大于或等于100μm时也可以只对其采用化学腐蚀的方式以形成凸起部11，其根据实际工艺需求进行变换。

本步骤中的所述凸起部11用于降低基板10不同位置上的光学胶20的厚度差。

如图4a所示，接着执行步骤S13，在所述基板10上覆盖光学胶20，通过压合的方式将所述光学胶20限制在模具与基板10之间，对所述光学胶20进行固化处理，以形成凸起结构21。所述凸起结构位于所述凸起部11上方，可以降低所述光学胶20在所述基板10不同位置上的光学胶的厚度差，从而降低了因光学胶厚度不均匀引起的可靠性较差的问题，即，提高了产品的可靠性性能。

其中，所述模具朝向基板的表面与所述基板10朝向模具的表面之间的距离定义了固化后光学胶20的厚度。优选的，所述凸起部11的中心位置与所述凸起结构的中心位置重叠。

对所述光学胶20进行固化处理具体包括：对所述光学胶20采用UV(紫外线)固化的方式对所述光学胶20进行固化处理，或者，采用热烘烤(thermal)的方式对所述光学胶20进行固化处理，又或者，先采用UV(紫外线)固化的方式对所述光学胶20进行固化处理，再采用热烘烤(thermal)的方式对所述光学胶20进行进一步的固化处理。

实施例二

图4b为本实施例的一种晶圆级光学镜头的结构示意图。如图4b所示，本实施例公开了一种晶圆级光学镜头例如是包括多个凹透镜镜头。

所述晶圆级光学镜头的结构包括基板10以及覆盖所述基板10表面的光学胶20。

所述基板10具有凹陷部12，所述凹陷部12用于降低基板10不同位置上的光学胶20的厚度差。所述凹陷部12例如为柱状凹陷。所述凹陷部12平行于基板10表面的截面(即横截面)形状可以是任意封闭曲线,具体根据所述光学有效区20a的横截面的形状进行变动。所述基板10例如是透明基板，进一步的，例如是玻璃基板，所述基板10例如是圆形基板。

所述光学胶20例如是常用的光学胶20，具体的例如是亚克力。所述光学胶20包括多个光学有效区20a和包围所述光学有效区20a的非光学有效区20b，所述光学有效区20a横截面形状可以是任意封闭曲线。所述光学有效区20a内的光学胶20为凹陷结构。所述凹陷结构例如是所述光学胶20位于所述光学有效区20a与所述非光学有效区20b连接面所在平面的一侧。所述光学有效区20a的横截面形状与对应的所述凹陷部12的横截面形状相同，所述光学有效区20a最大的横截面面积小于或等于所述凹陷部12的横截面面积。且所述凹陷结构位于所述凹陷部12上方，以降低所述光学胶20在所述基板10不同位置上的光学胶的厚度差，从而降低了因光学胶厚度不均匀引起的可靠性较差的问题，即，提高了产品的可靠性性能。优选的，所述凹陷部12的中心位置与对应的所述光学有效区20a的中心位置重叠。

本实施例还提供了一种晶圆级光学镜头的形成方法，包括以下步骤：

步骤S21：提供一基板；

步骤S22：在所述基板上形成凹陷部；

步骤S23：在所述基板上覆盖光学胶，通过压合的方式将所述光学胶限制在模具与基板之间，对所述光学胶进行固化处理，以形成凹陷结构，所述凹陷结构位于所述凹陷部上方。

下面结合附图5a、图6以及图4b对一种晶圆级光学镜头的形成方法进行详细的介绍。

如图5a所示，首先执行步骤S21，提供一基板10，所述基板10例如是透明基板，进一步的，例如是玻璃基板，所述基板10例如是圆形基板。

图6为本实施例所提供的在基板上形成凹陷部后的结构示意图。如图6所示，接着执行步骤S22，在所述基板10上形成凹陷部12。

本步骤包括以下步骤：在所述基板10上覆盖一保护层，所述保护层暴露出所述基板10待形成凹陷部12的区域，并对未覆盖所述保护层的区域进行化学腐蚀，以形成凹陷部12；或者，对所述基板10的待形成凹陷部12的位置进行机械钻孔，以形成凹陷部12。

优选的，当所述凹陷部12的深度需求例如是大于等于100μm时，通过机械钻孔的方式对所述基板10的待形成凹陷部12的位置进行钻孔，例如是通过采用激光、钻头等对所述基板10的待形成凹陷部12的位置进行钻孔，且得到的孔为盲孔，以形成凹陷部12。可选的，在机械钻孔后，在所述基板10上覆盖一保护层，例如是保护胶带或保护胶层，所述保护层暴露出的凹陷部12的区域，并对该暴露出的凹陷部12的区域进行化学腐蚀，以降低所述基板10表面的粗糙度。

优选的，当所述凹陷部12的深度需求例如是小于100μm时，在所述基板10上覆盖一保护层，例如是保护胶带或保护胶层，所述保护层暴露出所述基板10待形成凹陷部12的区域，并对该暴露出的凹陷部12的区域进行化学腐蚀，以形成凹陷部12。

当然，当所述凹陷部12的深度例如是大于或等于100μm时也可以只对其采用化学腐蚀的方式以形成凹陷部12，其根据实际工艺需求进行变换。

本步骤中的所述凹陷部12用于降低基板10不同位置上的光学胶20的厚度差。

如图4b所示，接着执行步骤S23，在所述基板上覆盖光学胶，通过压合的方式将所述光学胶限制在模具与基板之间，对所述光学胶进行固化处理，以形成凹陷结构。所述凹陷结构位于所述凹陷部12上方，可以降低所述光学胶20在所述基板10不同位置上的光学胶的厚度差，从而降低了因光学胶厚度不均匀引起的可靠性较差的问题，即，提高了产品的可靠性性能。

其中，所述模具朝向基板的表面与所述基板10朝向模具的表面之间的距离定义了固化后光学胶20的厚度。优选的，所述凹陷部12的中心位置与所述凹陷结构的中心位置重叠。

对所述光学胶20进行固化处理具体包括：对所述光学胶20采用UV(紫外线)固化的方式对所述光学胶20进行固化处理，或者，采用热烘烤(thermal)的方式对所述光学胶20进行固化处理，又或者，先采用UV(紫外线)固化的方式对所述光学胶20进行固化处理，再采用热烘烤(thermal)的方式对所述光学胶20进行进一步的固化处理。

综上可知，本发明的晶圆级光学镜头及其形成方法，通过改进基板与光学胶的接触面结构，即，当所述光学有效区内的光学胶为凸起结构时，所述基板上具有凸起部，且所述凸起结构位于所述凸起部上方；当所述光学有效区内的光学胶为凹陷结构时，所述基板上具有凹陷部，且所述凹陷结构位于所述凹陷部上方，以减小基板不同位置上的光学胶的厚度差，从而降低了因光学胶厚度不均匀引起的可靠性较差的问题，即，提高了产品的可靠性性能。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种晶圆级光学镜头，其特征在于，包括基板以及覆盖所述基板表面的光学胶；所述光学胶包括多个光学有效区和包围所述光学有效区的非光学有效区，所述光学有效区内的光学胶为凸起结构或者凹陷结构；当所述光学有效区内的光学胶为凸起结构时，所述基板上具有凸起部，且所述凸起结构位于所述凸起部上方；当所述光学有效区内的光学胶为凹陷结构时，所述基板上具有凹陷部，且所述凹陷结构位于所述凹陷部上方。

2.根据权利要求1所述的晶圆级光学镜头，其特征在于，所述凸起部为柱状凸起。

3.根据权利要求1或2所述的晶圆级光学镜头，其特征在于，所述光学有效区的横截面形状与对应的所述凸起部的横截面形状相同。

4.根据权利要求3所述的晶圆级光学镜头，其特征在于，所述光学有效区最大的横截面面积小于或等于所述凸起部的横截面面积。

5.根据权利要求1所述的晶圆级光学镜头，其特征在于，所述凹陷部为柱状凹陷。

6.根据权利要求1或5所述的晶圆级光学镜头，其特征在于，所述光学有效区的横截面形状与对应的所述凹陷部的横截面形状相同。

7.根据权利要求6所述的晶圆级光学镜头，其特征在于，所述光学有效区最大的横截面面积小于或等于所述凹陷部的横截面面积。

8.如权利要求1至7中任一项所述的晶圆级光学镜头的形成方法，包括：

提供一基板；

在所述基板上覆盖光学胶，通过压合的方式将所述光学胶限制在模具与基板之间，对所述光学胶进行固化处理，以形成凸起结构或者凹陷结构；

其特征在于，当所述光学胶为凸起结构时，在所述基板上覆盖光学胶之前，在所述基板上形成凸起部，所述凸起结构位于所述凸起部上方；当所述光学胶为凹陷结构时，在所述基板上覆盖光学胶之前，在所述基板上形成凹陷部，所述凹陷结构位于所述凹陷部上方。

9.根据权利要求8所述的晶圆级光学镜头的形成方法，其特征在于，在所述基板上覆盖一保护层，所述保护层覆盖所述基板待形成凸起部的区域，并对未覆盖所述保护层的区域进行化学腐蚀，以形成凸起部；或者，对所述基板待形成凸起部以外的位置进行机械研磨，以形成凸起部。

10.根据权利要求8所述的晶圆级光学镜头的形成方法，其特征在于，在所述基板上覆盖一保护层，所述保护层暴露出所述基板待形成凹陷部的区域，并对未覆盖所述保护层的区域进行化学腐蚀，以形成凹陷部；或者，对所述基板的待形成凹陷部的位置进行机械钻孔，以形成凹陷部。